改性硅油對日本寶理 POM Duracon GM-20 POM性能的影響
改性硅油是一種弱極性低分子化合物,加入到POM分子鏈中,由于其分子量較低,一方面容易滲透到POM表面,起到導電作用;另一方面可起到潤滑劑的作用,增加了POM分子鏈的活動能力,降低了POM的結晶.隨著改性硅油用量的增加,導電POM的懸臂梁沖擊強度.增加,而拉伸強度略有下降。
而改性硅油對OM導電性能的改善較小,隨著改性硅油用量的增加,導電POM的表面電阻率逐漸降低,當改性硅油用量為4%時,導電POM的表面電阻率達到1012Ω,可滿足抗靜電的的要求,但還.不到客戶要求導電塑料的性能。硅油屬于低極性低分子抗靜電.,它通過.移至材料表面吸收空氣中的水分,在制品表面形成導電層,從而把材料表面電荷導走。因此改性硅油難以在POM內部實.導電通道,只能達到抗靜電效果,難以實現高導電要求。硅油經.改性后,分子鏈有所增大,其析出性和熱.定性明顯改善,因此也影響其抗靜電性.
作為導電填料的炭黑,其導電性能與其比表面積結表面化學性質有關。通常認為炭黑比表面積越大,粒子尺寸越小,單位體積內的顆粒數越多,越容易彼此形成網狀導電通路,導電性能越好。炭黑的結.性越高,形成網狀導電結.的幾率越大,導電性越好。但在實.加工過程中,粒徑過小則不容易分散;結.性過高,鏈狀結構易受到破壞。普通炭黑與導電炭黑相比,其粒徑較大,導電效果較差。但普通炭黑價格比導電炭黑便宜很多,因此利用普通炭黑制備高導電材料具有成本上的優勢。,隨著炭黑用量的逐步增加,導電POM的缺口沖擊.度和拉伸強度和拉伸強度均呈下降趨.。力學性能的下降一方面是因為炭黑是高模量硬性材料,其用量增加時,共混物體系黏度增大,炭黑形成團聚體導致性能降低。另一方面是由于炭黑表面上極性官能團與大分子鏈接觸,使鏈段滑移困難,且與POM末端基團反應,造成POM熱.定性的下降,進而使制品的物理力學性能降低。
加入普通炭黑后,,隨著炭黑用量的增加,導電POM的表面電阻率逐漸降低,表明改性POM的導電性能逐步改善。炭黑含量較低時,加入炭黑可起到異相成核作用,POM的結晶度略有提高,導電效果變化較大,表面電阻率從1016Ω降低到1012Ω。但當炭黑用量超過0%后,體系電阻率的下降只是由于炭黑的摻.作用引起的,復合體系還沒有形成導電通路;當炭黑用量增加到15% (即逾滲.值時,體系電阻率急劇下降,導電性能迅速提高。當炭黑用量超過5%時,改性POM表面電阻率變化不大。
改性硅油與炭黑的協同作用
單獨使用炭黑填充日本寶理 POM Duracon GM-20 POM,由于炭黑表面存在一些活性含氧官能團,影響.子的遷移,使炭黑的導電性能下降。具有較少表面官能團的炭黑呈弱堿性或中性,才具有較好的導電性。因此普通炭黑在填充量高達20%時,其表面電阻率只能達到客戶的要求(106Ω)。且此時炭黑對OM的力學性能,特別是對沖擊.度削弱較大,制品很脆,達不到使用的要求。為克服此缺點,可采取導電性炭黑和親水性高分子化合物(如PEG)并用的方法,以減少炭黑的使用量,也可以采用添加以甲醛捕捉劑.主的熱.定劑的方法,改進體系的熱.定性。
隨著改性硅油用量的增加,改性日本寶理 POM Duracon GM-20 POM的表面電阻率下降,當改性硅油用量為%時,,改性POM的表面電阻率降低到102Ω,超過了客戶要求的導電性指標。且加入改性硅油后,導電日本寶理 POM Duracon GM-20 POM的缺口沖擊強度有所增大,而拉伸強度變小。炭黑和改性硅油復合使用后,不僅.少了炭黑的使用量,減.了炭黑對OM的力學性能的影響,且改性硅油的分子與炭黑表面的極性基團.合,有利于填充炭黑在基體中的分散,使改性POM的表面電阻率明顯提高。
改性硅油和15%炭黑復合后,可提高導日本寶理 POM Duracon GM-20 POM的韌性。因此固定改性硅油的用量,減少炭黑的用量,可進一步優化導電POM的綜合性能。,隨著炭黑用量的減少,導電POM的缺口沖擊.度有所增大,而表面電阻率增加幅度較大。當炭黑用量減少為12%時,缺口沖擊.度增加不明顯;當用量為%時,導電POM的缺口沖擊.度增加33.9%,但表面電阻率增至108Ω。。表明炭黑用量減少時,不能形成導電通路,因此造成POM導電性能大幅度下降。
TPU對導電日本寶理 POM Duracon GM-20 POM的增韌改性
炭黑與改性硅油復合后,導電POM的沖擊.度有所增加,當改性硅油用量為%時,導電POM的表面電阻率達到102Ω,但缺口沖擊.度只有5.9 kJ/m2,達不到力學性能的要求,因此產品的沖擊.度還需要進一步改善。
日本寶理 POM Duracon GM-20 POM分子主鏈上既無側基又無功能性基團,這種結構造成POM與其他聚合物相容性極差,因此增韌OM主要是解決兩相聚合物之間的的相容性問.。TPU由于具有與POM相似的醚結構.,在POM中分散均勻,相容性較好,因此常用來作為POM的增韌.。在15%炭黑和6%改性硅油復配的基礎上,TPU用量對.電OM力學性能和導電性能的影響。,隨著TPU用量的增加,導電POM的缺口沖擊.度逐漸增大,當TPU用量為%時,缺口沖擊.度達到9.2kJ/m2,可滿足客戶.產品的要求。而隨著TPU用量的增加,導電POM的表面電阻率逐漸增大,當TPU用量為9%時,導電POM的表面電阻率增加到106Ω ,產品已兼顧機械強度和導電性能,已能滿足客戶.產品的要求。
炭黑在共混基體中優先分布于對其親和力大的一相中,通常該相會具有更高的極性和表面張力。因此POM的結晶度越大、導電性越高。TPU加入導電POM中后,以球形粒子分散在基體中,一方面起到了增韌的作用,另一方面由于為橡膠粒子,破壞了POM結晶度下降,非晶相部分增大,因此改性POM的電阻率增大。
結論
(1)改性硅油使POM的缺口沖擊.度增加,表面電阻率達到1011Ω。而單獨加入普通炭黑,當炭黑用量為5%時,POM的表面電阻率降低到108Ω ,而缺口沖擊.度下降了41.7%。
(2)改性硅油與15%炭黑復合后,改性POM的表面電阻率降低為02Ω ,沖擊.度有所增大。固定改性硅油的用量6%,降低炭黑的用量,改性POM的力學性能提高不大,而表面電阻率增加。
(3)TPU使改性POM的沖擊.度提高,但表面電阻率有所增大。當TPU用量為%時,缺口沖擊強度提高到9.2 kJ/m2,表面電阻率增加到106Ω ,力學性能和導電性能均能滿足客戶的需求。